Si mides la presión de un neumático en las primeras horas de un día caluroso, después de varias horas de rodar a las altas temperaturas del mediodía, notarás que la presión aumenta. Este fenómeno no va acompañado de un aumento apreciable del volumen del neumático, pues el hule vulcanizado es bastante rígido.
La relación existente entre los cambios de temperatura y la presión a volumen constante se le atribuye a Joseph Louis Gay-Lussac y a Guillaume Amontons (1663-1705).
Sus observaciones se resumen en la ley de Gay-Lussac, la cual establece que…
La presión de una cierta masa de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta cuando el volumen no varía.
Su expresión matemática es:
PDT
P constante (masa y volumen constante).
T
Es decir:
Pi Pf
= (a volumen y peso constante).Ti Tf
donde:
Pi, Ti = presión y temperatura iniciales.
Pf, Tf = presión y temperatura finales.
Ejemplo:
En un tanque se almacenan 30 litros de nitrógeno a presión de 3 atm y a una temperatura de -15 ºC en Ciudad Juárez, Chihuahua; al llevar este tanque hasta Salina Cruz, Oaxaca, en donde la temperatura es de 33 ºC, ¿qué presión en kilopascales (kPa) se ejerce sobre la pared del tanque?.
Datos Fórmula Despeje Pi Pf
Vi = 30 L = Pi Tf = Ti PfTi Tf
PiTf
Pi = 3 atm Pf = Ti
Ti = -15 ºC + 273 = 258 K
Tf = 33 ºC + 273 = 306 K
Pf = ?
Sustitución
3 atm x 306 K
Pf = =3.56 atm.
258 K
Por medio de la razón unitaria que transforma kPa en atm finalmente obtenemos:
Son compuestos que contienen enlaces sencillos y al menos uno doble (no saturados). Al igual que los alcanos, las cadenas de carbono de estos compuestos pueden ser:
Lineal:
CH3
CH2
CH
=
CH2
Arborescente:
CH3
CH
CH
=
CH2
CH3
Propiedades Físicas
En condiciones normales de temperatura y presión, los alquenos con hasta cuatro átomos de carbono son gases, de cinco a 18 átomos de carbono son líquidos y de 19 átomos en adelante son sólidos.
Los alquenos poseen propiedades físicas esencialmente iguales a las de los alcanos: son insolubles en agua, pero bastante solubles en líquidos no polares como el benceno, éter y cloroformo; son menos densos que el agua.
Propiedades Químicas
La reactividad de los alquenos u olefinas de debe principalmente a las propiedades químicas de doble enlace.
Estos compuestos poseen una doble ligadura y es ahí donde se localiza la región más débil de la molécula y, por lo tanto, fácil de romperse en presencia de los agentes químicos, lo que da productos de adición.
Del término de cinco átomos de carbono en adelante se utilizan los prefijos numerales que indican el número de átomos de carbono existentes en la cadena y se adiciona la terminación ENO; además, se indica el número del carbono en el cual se inicia la doble ligadura (se numera la cadena empezando por el extremo más cercano a la doble ligadura). Ejemplo:
Así, la Química se dirigió durante mucho tiempo al quehacer de una minoría de investigadores, los cuales tenían como objetivo final analizar las sustancias y estudiar sus propiedades. Pero desde que la investigación se ha orientado a la creación de nuevos productos, a menudo irremplazables, la Química ha adquirido una dimensión completamente distinta, pues interviene en todas las fases de nuestra vida cotidiana: en los ámbitos de higiene, alimentación, sanidad, vestido, entre otros.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Anota en los renglones 10 productos que usas a diario y los consideres como resultado de procesos químicos de transformación.
En este esquema te mostraremos el proceso por el cual pasan diferentes productos y
donde interviene la industria química.
LA INDUSTRIA QUÍMICA, MATERIALES Y FLUJO DE PRODUCTOS
MATERIAS PRIMAS
PRODUCTOS QUÍMICOS BÁSICOS E INTERMEDIOS
PRODUCTOS QUÍMICOS ADITIVOS QUÍMICOS FUNCIONALES
• COLORANTES
POLÍMEROS • SURFACTANTES
FERTILIZANTES • SABORIZANTES Y FRAGANCIAS
MEDICINAS • CARBÓN ACTIVADO
LIMPIADORES • BIOCIDAS
EXPLOSIVOS • ADELGAZANTES
ADHESIVOS • RETARDADORES DE FLAMAS
PRODUCTOS PARA • ADITIVOS PARA LA COMIDA AUTOMOTORES • ESTABILIZADORES
ACEITES • ETCÉTERA
CATALIZADORES
ETCÉTERA
PROCESO
MANUFACTURA
♦
METALES
♦
PRODUCTOS DE MADERA
♦
REFINACIÓN PETRÓLEO
♦
PRODUCTOS TEXTILES
♦
PULPA Y PAPEL
♦
MAQUINARIA Y EQUIPO
♦
TEXTILES
♦
PRODUCTOS METÁLICOS
♦
PROCESAMIENTO DE
♦
PRODUCTOS DE PAPEL
ALIMENTOS
♦
PRODUCTOS DE
♦
VIDRIO Y CERÁMICA
PLÁSTICO
¿Te has puesto a observar la cantidad de productos químicos que hay en tu
hogar y los cambios que éstos sufren al ser usados?.
Por ejemplo, en el caso de una caja de cerillos. ¿Qué implica que frotes el
cerillo con el revestimiento de la caja para iniciar el fuego?.
¿Te imaginas lo que debían de hacer nuestros antepasados para obtener
fuego?.
Alguna vez, a una persona se le ocurrió que debía de haber otra forma de producir fuego; después, con la aplicación de conocimientos y el trabajo de otras mentes, se originaron los cerillos, los cuales se producen actualmente en tal cantidad y con un costo tan bajo que no tomamos en cuenta lo que esto ha significado en la historia de la humanidad.
Como este caso de los cerillos, existen otros productos que por su fácil obtención dejamos de lado el esfuerzo, los conocimientos y los procesos que han significado, para que, finalmente, formen parte de nuestra vida.
Seguramente por la mañana, al levantarte, de las primeras cosas que hiciste fue asearte, para lo cual utilizaste un jabón. La fecha exacta de cuándo se fabricó jabón por primera vez no se conoce; pero una leyenda señala que alrededor del año 1000 a. de C. en una colina cercana a Roma, llamada Sapo, la gente ofrecía animales incinerados como sacrificio a sus dioses. La grasa de estos animales caía a través de las cenizas de la madera y esto era arrastrado al Río Tiber, contaminándolo; alguna persona observadora notó que está ¨agua contaminada¨ tenía un poder limpiador notable. Posteriormente se descubrió que el producto de la reacción de la grasa de los animales con el álcali de las cenizas llamado saponificación era el causante de este fenómeno. Éste fue el origen de este producto, insustituible en nuestros hogares.
Además de jabón, usas a diario en tu aseo otros productos como son: “shampoo”, desodorante, loción, aerosol fijador para el cabello, cremas, pintura de labios, espuma de afeitar, etcétera.
Hay muchos otros artículos de limpieza en el hogar, además de los que usas para bañarte y aquéllos para lavar ropa, en los cuales se utilizan productos especiales. Los limpiadores de cocina y vidrios, desmanchadores, destapacaños, blanqueadores de ropa, y suavizantes de tela son algunos ejemplos. Todos estos productos son elaborados por procesos químicos y la acción de lavar, desmanchar, suavizar, disolver, etcétera, son reacciones químicas.
¿Qué podremos decir de los alimentos?. Las galletas tienen como ingredientes: harina de trigo, azúcar, manteca vegetal comestible, huevo, leche descremada en polvo, sal yodatada, lecitina de soya, saborizantes y colorantes artificiales y 0.01% de antioxidante. Probablemente algunos de estos ingredientes te sean familiares. Varias sustancias de las que se enlistan son aditivos alimenticios, compuestos químicos que se añaden a los alimentos para evitar o retrasar la descomposición, o bien para mejorar o aumentar el sabor, la textura, la calidad nutritiva que se incorporan a los alimentos como resultado de algún aspecto de la producción, procesamiento, empaque o almacenamiento.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Identifica en las etiquetas de diversos productos, cuál de ellos emplean o utilizan saborizantes y/o conservadores, anótalos en los renglones que a continuación te presentamos.
No cabe duda que podrías tener una mejor nutrición si sólo ingirieras comida fresca, pero si vives en una ciudad, esto puede ser muy difícil, es por eso que has tenido que consumir alimentos procesados.
Es cierto que existen algunos riesgos asociados al uso de algunos aditivos alimenticios, pero sería difícil dejar de usarlos, ya que la descomposición de los alimentos traería como consecuencia una disminución drástica en su oferta en el mundo, acrecentando el ya grave problema del hambre ocasionada por deficiencias de vitamina y minerales. Es por esto que los aditivos alimenticios son una parte necesaria de nuestra sociedad moderna, pero deben ser usados con moderación y, sobre todo, informarnos sobre estos problemas tan vitales para nuestra salud y bienestar.
Con la idea de obtener cada día mejores maneras de satisfacer las necesidades con el menor esfuerzo, el ser humano ha creado una serie de industrias y productos que, a la larga, han producido algo nocivo para él mismo: la contaminación.
El caso de la contaminación del aire, por ejemplo se debe a la gran cantidad de contaminantes que el hombre ha arrojado como producto de la tecnología. Los principales contaminantes del aire son: dióxido de azufre (SO2), que provienen principalmente de la quema de combustibles sin refinar (diesel) y de la fabricación de ácido sulfúrico (H2SO4), entre otros; óxidos de nitrógeno (NO2), producto de los motores de vehículos; óxidos de carbono (CO) emitidos por los motores no afinados y que al ser respirado afectan directamente a la conducción de oxígeno en la sangre; los hidrocarburos (formados por carbono e hidrógeno) en su mayoría provienen de la evaporación de las gasolinas y son cancerígenos; el plomo (Pb), cuya existencia se debe a un aditivo para elevar el octanaje de las gasolinas y puede entrar directamente en la piel afectando el sistema nervioso; el ozono (O3) proviene de motores eléctricos; además, partículas de polvo que se introducen en las fosas nasales y causan enfermedades respiratorias.
Como ves, la contaminación es un proceso químico que está presente en la vida cotidiana y que afecta a todos los que la respiramos. La Química nos ayudará a eliminarla y controlarla.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Describe la relación de la Química en tu vida cotidiana con respecto a la medicina y la preparación de alimentos.
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
En este esquema podrás identificar los diferentes periodos o épocas por las que la Química ha venido desarrollándose, así como las aplicaciones y posibles consecuencias de la misma.
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